Семья и дети
Джеймс Уатт, изобретения которого совершили прорыв в промышленности, был женат дважды. Его первая жена, Маргарет Миллер, умерла в 1772 году, родив ему их пятого ребенка. Но до зрелой жизни дожили лишь двое детей, которых звали, как и родителей, Джеймс и Маргарет.
Второй женой стала Энн МакГрегор в 1777 году. Их совместных детей звали Грегори и Джэнет.
Уатт предлагал использовать в качестве название «лошадиные силы». Однако в 1882 году по инициативе Британской ассоциации инженеров было принято решение присвоить единицу мощности именем изобретателя. С этого времени в технике принято пользоваться Ваттами. Подобное случилось впервые в истории техники.
Несмотря на рождение в богатой семье, Джеймс Уатт пережил и почти нищенскую жизнь, и периоды непризнания его как специалиста. Тем не менее он разработал механизм, который сделал прорыв в промышленности всего мира
1. Биография
1.1. Детство
Джеймс Уатт имел от рождения хрупкое здоровье. Мать научила его читать, а письму и арифметике его научил папа. Хотя он начал было учиться в средней школе Гринока, слабое его здоровье, и постоянные недомогания положили этому конец. Большую часть года он был ограничен стенами своей комнаты, где учился самостоятельно. Друг его отца увидев однажды, что мальчик рисует на очаге мелом какие-то линии и углы, спросил: «Зачем Вы разрешаете ребёнку тратить впустую время; почему бы не послать его в школу?» Джеймс Уатт-старший ответил: «Не судите его слишком быстро; прежде разберитесь, чем он занят». Оказалось, что он искал решение задачи Эвклида.
Будучи подростком, он увлекался астрономией, химическими опытами, научился всё делать своими руками, за что получил от окружающих звание «мастера на все руки».
1.2. Образование
В 18 лет отправляется для получения специальности в Глазго. Для обучения на мастера по слесарному делу отец в 1754 году отправил Уатта в Лондон. Освоив за год семилетнюю программу, Уатт возвратился в Шотландию и получил место мастера-изготовителя точных и оптических инструментов в Университете Глазго.
В университете Уатт познакомился с химиком Джозефом Блэком. Эта встреча способствовала разработке ряда новых химических приборов, необходимых в дальнейших исследованиях Блэка.
1.3. Изобретательство
В 1774 году к Джеймсу Уатту, обратился профессор физики университета Глазго Джон Андерсон с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена (имелась в виду «огневая машина», изобретённая английским инженером Томасом Ньюкоменом), который на самом деле никогда нормально не работал. Макет был оснащен 2-дюймовым цилиндром и имел рабочий ход поршня в 6 дюймов. Уатт провел ряд экспериментов, в частности, заменил металлический цилиндр на деревянный, смазанный льняным маслом и высушенный в печи, уменьшил количество поднимаемой за один цикл воды и макет, наконец, заработал. При этом Уатт убедился в неэффективности машины и внёс в конструкцию многочисленные усовершенствования. Первым значительным усовершенствованием, которое Уатт запатентовал в 1769 году, была изолированная камера для конденсации. Он изолировал паровой цилиндр, а в 1782 году он изобрёл машину двойного действия. Вместе с более мелкими усовершенствованиями это изобретение позволило увеличить производительность паровой машины в четыре и более раз. Кроме того, сама машина стала легко управляемой. Паровую машину стали применять на заводах и фабриках в качестве привода, что привело к резкому повышению производительности труда.
Финансовые трудности вынудили Уатта уже в зрелом возрасте проводить геодезические изыскания, работать на строительстве каналов, сооружать порты и пристани. Денежное положение Уатта выровнялось после того, как он вступил в деловые отношения с бирмингемским промышленником Мэтью Болтоном. В это время Уатту поступает предложение от Российской академии наук работать в России. Русское правительство предложило английскому инженеру «занятие, сообразное с его вкусом и познаниями» и с ежегодным жалованьем в 1000 фунтов стерлингов. Намерение Уатта уехать в Россию вызвало переполох. Поэт Эразм Дарвин написал: «О Боже, как я был напуган, когда услышал, что русский медведь зацепил Вас своей громадной лапой и тянет в Россию! Умоляю не ездить, если только это возможно… Я надеюсь, что Ваша огненная машина оставит Вас здесь». Болтон, понимая какую выгоду могут принести изобретения Уатта, сделал всё возможное, чтобы Уатт остался на родине.
В 1785 году Уатт запатентовал изобретение новой топки котла, и в этом же году одна из машин Уатта была установлена в Лондоне на пивоваренном заводе Сэмюэла Уитбреда для размалывания солода. Машина выполняла работу 24 лошадей. Машина сохранилась до наших дней.
1.4. Старость
Памятник Уатту в Бирмингеме
Уатт был разносторонне одарён, легко изучал языки, много читал. Вальтер Скотт в предисловии к одному из своих романов выражает удивление разнородности познаний Уатта, которого он знал в последние годы его жизни.
Скончался в возрасте 83 лет и был похоронен в приходской церкви в Хэндсворте. Вскорости в Вестминстерском аббатстве был воздвигнут памятник Уатту, выполненный талантливым скульптором Уантри.
Карьера
В 1754 году Джеймс Уатт отправился в Глазго и познакомился с Робертом Диком через одного из его родственников, работавших в университете Глазго. Роберт призвал его овладеть мастерством изготовления инструментов, работая подмастерьем в Лондоне.
В 1755 году он встретил Джона Моргана, мастера по изготовлению инструментов, который согласился научить его искусству изготовления инструментов за небольшую плату. Он долгие часы непрерывно работал в холодном цехе, из-за чего его здоровье пошатнулось. Его способности превосходили других учеников Джона, и он смог завершить свое пребывание в должности за один год, который обычно продлевался до семи лет.
После обучения он вернулся в Глазго в 1756 году, чтобы начать свой собственный бизнес по изготовлению математических инструментов, но столкнулся с противодействием местных торговцев, поскольку после обучения в Лондоне он был для них чужаком. Они избегали его полномочий и обучения.
В 1757 году с помощью своих друзей из университета Глазго он открыл магазин в университетском городке и был назначен «изготовителем математических инструментов в университете». Он отвечал за новые астрономические инструменты, которые требовали особого внимания.
В 1758 году, изучая и ремонтируя научные инструменты в университете, он подружился с некоторыми из его профессоров. В дополнение к этому он заключил партнерство с Джоном Крейгом, бизнесменом, который помог ему открыть магазин в Глазго и продавать музыкальные инструменты.
В 1763 году наступил самый решающий момент в его жизни, когда профессор обратил внимание на паровой двигатель Ньюкомена, который не работал должным образом. Это бросило вызов его творчеству и научным знаниям, и он начал искать решение этой проблемы с помощью своих навыков изготовления инструментов. После двухлетних исследований, в 1765 году он разработал уникальный способ модификации двигателя для улучшения его работы, что привело к изобретению паровой машины. По сей день он считается одним из величайших достижений всех времен
После двухлетних исследований, в 1765 году он разработал уникальный способ модификации двигателя для улучшения его работы, что привело к изобретению паровой машины. По сей день он считается одним из величайших достижений всех времен.
С годами он улучшил работу парового двигателя благодаря своим революционным идеям и изобретательному мышлению. Он также разработал копировальный аппарат и запатентовал свои открытия с помощью своего партнера Мэтью Бултона, промышленника и провидца.
Начало карьеры
Прежде чем достичь больших высот в науке, Джеймсу Уатту пришлось столкнуться со многими трудностями. В юности он отправился в Лондон, чтобы освоить профессию, связанную с измерительными приборами.
Накопленных средств на обучение Джеймсу хватило только на один год из 7. В результате, он оказался в городе на нелегальном положении, поскольку не числился в учениках официально. Чтобы продолжать учебу он с утра до вечера трудился.
Изначально Уатт создавал традиционные линейки и циркули, после чего освоил изготовление квадрантов и теодолитов. Так и не окончив учебу он вернулся в Шотландию в надежде открыть собственное дело. Здесь парень конструировал и ремонтировал разные измерительные и оптические приборы.
Тем не менее, союз ремесленников Глазго воспретил Джеймсу заниматься данным ремеслом, так как он не имел традиционного обучения. Стоит заметить, что такое решение было вынесено не смотря на то, что у себя на родине Уатт являлся единственным мастером такой квалификации.
Однако благодаря воле случая, Джеймсу удалось найти выход из положения. В местный университет были доставлены ряд астрономических устройств, которые предстояло правильно установить и настроить. Это привело к тому, что благодаря хлопотам своего дяди, ему разрешили привести все приборы в порядок.
Прекрасно справившись со своей работой, Джеймс Уатт получил назначение стать мастером научных инструментов при университете. Именно с того момента у него появилась своя небольшая мастерская для реализации собственных идей.
В стенах вуза Уатт познакомился с химиком Джозефом Блэком, вместе с которым создал немало химических приборов. Позднее он начал сотрудничать с предпринимателем Джоном Крейгом. Вместе с ним он наладил производство разных инструментов, среди которых музыкальные и различные игрушки.
В итоге, дела пошли настолько хорошо, что Джеймс смог не только избавиться от нужды, но даже взять себе на работу ассистентов. В те годы он с еще большим рвением увлекся наукой и разработкой новых устройств и механизмов.
Значение новой паровой машины для паровозостроения
Джеймс Уатт зарегистрировал патент на свое изобретение в 1769 году. При этом в документе значилось, что он изобрел не новую паровую машину, а паровой двигатель, температура которого всегда равнялась температуре пара. Вероятно, талантливый механик тогда и сам не знал, насколько значимым его усовершенствование станет в будущем для паровозов. Благодаря тому, что поршень в новом двигателе перемещался под воздействием пара, можно было многократно увеличить его мощность, просто создав большее давление. Таким образом, не нужно было вновь наращивать габариты — последнее слово оставалось за компактными паровыми машинами, которые совсем скоро стали использоваться во всех отраслях промышленности.
Уатт работал над усовершенствованием паровой машины Ньюкомена (Newcomen), и его труды спровоцировали промышленную революцию не только в его родной Великобритании (UK), но и во всем мире. Уатт предложил использовать «лошадиную силу» в качестве единицы мощности. В 1882-м Британская ассоциация инженеров назвала единицу мощности в его честь – Ватт.
В должности приборостроителя в Университете Глазго Уатт заинтересовался технологией паровых двигателей. Он понял, что текущее устройство двигателей приводит к пустым тратам энергии из-за постоянного охлаждения и повторного нагрева цилиндра. В своих изысканиях Джеймс использовал отдельный конденсатор, чтобы избежать потерь и радикально улучшил питание, эффективность и рентабельность паровых двигателей. Уатт адаптировал свой двигатель для получения вращательного движения, значительно расширив применение конструкции, изначально приспособленной для откачивания воды из шахт.
Уатт попытался своими силами заработать на изобретении, но терпел большие финансовые трудности, пока не вступил в партнерские отношения с Мэттью Болтоном (Matthew Boulton) в 1775-м. Новая фирма Болтона и Уатта постепенно сделала ее владельцев богатыми людьми. После ухода на пенсию Джеймс не прекратил создавать новые устройства, но ни одно из них не было оценено столь высоко, сколько его работы над паровым двигателем.
Джеймс Уатт родился 30 января 1736-го в Гриноке, в Ренфрюшире (Greenock, Renfrewshire). Его отец был кораблестроителем, судовладельцем и подрядчиком, а мать происходила из знатной семьи и была хорошо образована. Несмотря на пресвитерианское воспитание, Джеймс стал приверженцем деизма. В детстве Уатт много болел, из-за чего редко ходил в школу и получал знания от матери. Ему легко давались математика и инженерные науки, но мало интересовали латинский и греческий языки.
Когда Джеймсу было 18 лет, умерла его мать и постепенно начал угасать его отец. Уатт принял решение год изучать приборостроение в Лондоне (London). Не имея статуса официального студента, Уатт трудился не покладая рук, и уже вскоре от линеек и циркулей перешел к изготовлению квадранта, сектора и теодолита. Он вернулся в Шотландию (Scotland), где в Глазго (Glasgow) союз ремесленников запретил ему заниматься его работой.
Однако уровень квалификации Уатта оказался настолько высок, что, закрыв газа на все средневековые законы, ему со временем разрешили устроить небольшую мастерскую для ремонта сложных астрономических инструментов. Джеймс познакомился с химиком и физиком Джозефом Блэком (Joseph Black), и вместе они разработали приборы, которые помогли Блэку в его дальнейших исследованиях. В 1759-м он наладил партнерские отношения с бизнесменом и архитектором Джоном Крейгом, сумел вылезти из нищеты и шесть лет производил различные инструменты, пока Крейг не умер.
В 1763-м Джеймс взял в жены свою кузину, Маргарет Пегги Миллер, которая умерла при родах в 1772-м. У пары было пятеро детей, трое из которых не дожили до зрелых лет. От второго брака, с Энн МакГрегор, родилось еще двое детей. Энн умерла в 1832-м.
На закате своих дней Уатт был поглощен эйдографом – машиной для копирования скульптурных произведений. Устройство действительно копировало вещи самой сложной формы, причем с высокой точностью. Идея пришла к Уатту уже давно, но довести эйдограф до ума он смог только к концу жизни.
Джеймс Уатт умер на 84 году жизни, 25 августа 1819-го. Он был членом Лондонского королевского общества, Эдинбургского королевского общества и Парижской академии наук. В настоящее время в обращении находится банкнота в 50 £ с изображением Уатта и Болтона.
Для Англии и всего мира. Инженер и изобретатель из Шотландии занимался усовершенствованием машины Ньюкомена, в результате чего изобрел свой двигатель универсального назначения.
Реализация изобретения
В 1765 г.. Ватт строит все большие и большие модели своей машины и убеждается в правильности принятых решений, но для продолжения исследований не хватало средств. Друзья, особенно Блэк, пытались помочь Ватту, организовав поддержку какого-то капиталиста. Сначала Ватту помог друг Блэка доктор Ребук — известный химик и железозаводчик.
Соглашение, которое заключили Ватт и Ребук, предусматривало, что последний получит две трети прибыли, полученной от использования паровой машины. Вместо этого он обязался финансировать опыты с машиной и оплатить получение патента. 5 января 1769 г. Ватт получил патент на «способ уменьшения расхода пара и вследствие этого — горючего в огненных машинах». Патент был выдан на 14 лет. Было начато изготовление больших машин, но впоследствии дела Ребука ухудшились и работы прекратились.
Надо отметить, что в 1768 г. Дж.Ватт познакомился с выдающимся инженером и предпринимателем М.Болтоном — владельцем металлообрабатывающего завода в Бирмингеме — и хотел привлечь его третьим в компании, но Болтон отказался. Когда же в 1773 г. Ребук обанкротился, машина Ватта и права на будущие доходы перешли в ведение конкурсного управления кредиторов, и Болтон выкупил их. При этом он заключил соглашение с Ваттом на тех же условиях, что и Ребук: брал на себя расходы, связанные с опытами и изготовлением паровой машины, а также коммерческую сторону предприятия. Ватт же обязался проводить дальнейшие исследования и конструирование машины.
В 1774 г.. Ватт переселился в Бирмингем и с этого времени начался наиболее плодотворный период его деятельности — осуществление первоначального проекта водоподъемной машины и создание нового типа машины — специально для заводских целей.
Сначала переделали некоторые детали, собрали и запустили машину, изготовленную на заводе Ребука с цилиндром диаметром 18 дюймов (457 мм) и ходом поршня 5 футов (1,5 м). Испытания показали, что эта машина в 3-4,5 раза экономичнее, чем машины Ньюкомена.
Но прежде чем организовывать производство машин, Ватт и Болтон позаботились о продлении срока действия патента. Этот вопрос рассматривался парламентом, который продлил действие патента на 25 лет, то есть до 1800 г.
Стали поступать заказы на машины. В 1780 г. Ватт построил 40 машин, половина из которых была установлена в медных рудниках в Корнуэльсе. Болтон вел дела на заводе, а Ватту приходилось много времени проводить в Корнуэльсе — заниматься установкой машин, их запуском, испытаниями, финансовыми расчетами с владельцами приисков. Сначала производство не давало прибыли: организация производства требовала постоянных расходов. К тому же владельцы рудников платили за патент не вовремя. Против неплательщиков нарушали судебные дела, которые, как это принято в Англии, шли очень медленно и требовали затрат. Только в 1786-1787 гг. дела улучшились, в частности, были выиграны процессы против владельцев шахт относительно вознаграждений.
Были и другие трудности. В частности, на заводе не было достаточного количества хороших рабочих. Из-за отсутствия квалифицированных помощников Ватт сам проводил опыты, составлял чертежи и устанавливал свои машины. Со временем на заводе сложился «нормальный» тип водоподъемных машин простого действия (см. Рисунок), которое применялось для откачки воды.
Ранние годы
Джеймс Уатт родился в семье строителя кораблей и создателя различных механизмов Джеймса. Его мать, Агнес, была представительницей богатого рода, в свое время она получила отличное образование.
На свет будущий изобретатель появился 19.01.1736 г. Мальчик родился очень болезненным, поэтому начальное образование получал дома от родителей. Ребенок не мог играть со сверстниками из-за слабого здоровья, поэтому основную часть своего времени он тратил на самообразование.
В подростковом возрасте его любимыми предметами были астрономия и химия. Также он любил изготавливать модели механизмов, которые создавал его отец.
По достижении возраста выпускника начальной школы Джеймс поступил в гимназию. Он демонстрировал большие успехи в математике. Юноша любил читать и многое из этого он стремился проверить на практике.
В восемнадцатилетнем возрасте юноша потерял мать. Это отразилось на здоровье и делах отца, поэтому Джеймсу пришлось заботиться о себе самостоятельно. Молодой человек на год переехал из Шотландии в Лондон, чтобы обучиться ремеслу, которое имело отношение к измерительным приборам. Официальное обучение должно было проходить на протяжении семи лет, но денег у Джеймса хватило лишь на один год. Начал он свое обучение с изготовления линеек и циркулей. В скором времени молодой ученик уже мог изготавливать квадранты, геодолиты и другие сложные инструменты.
За этот год юноша практически не выходил на улицу. Все время он работал: по утрам — на хозяина, а вечерами — на заказ. Так он мог прокормить себя. К тому же из-за того, что он не числился официальным учеником, на улице его могли насильно забрать в военный флот.
Изобретение
Серьезно паровой машиной Ватт стал заниматься после того, как зимой 1763-1764 гг. отремонтировал модель паровой машины Ньюкомена, принадлежавшую факультету натуральной философии Глазговского университета.
Паровая машина Ньюкомена была изобретена в 1711 г. и со временем нашла широкое применение для откачки воды из угольных шахт. Усовершенствованная машина Ньюкомена действовала следующим образом. В котле кипела вода. Над котлом размещался цилиндр машины, прикрепленный к балке дома. Когда поршень поднимался, в цилиндр впускали пар. После достижения поршнем верхнего положения, подачу пара перекрывали, а в цилиндр впрыскивали холодную воду. Пара конденсировалась, создавалось разрежение, и за счет атмосферного давления поршень двигался вниз — это было рабочее движение машины.
Когда Ватт отремонтировал модель машины Ньюкомена, оказалось, что она нуждается во впрыске чрезмерного количества холодной воды. Заинтересовавшись этим явлением, Ватт начал всесторонние исследования. Он пришел к выводу, что плохая работа модели по сравнению с настоящей машиной Ньюкомена обусловлена конденсацией свежего пара при впуске в цилиндр. Он провел опыты, в которых изучал основные свойства пара: связь между давлением и температурой, определение удельного объема пара, скрытой теплоты парообразования. После этого он ищет средства для уменьшения начальной конденсации пара. Решил, что для лучшего использования пара необходимо, чтобы цилиндр имел температуру пара, входящего в него, и не охлаждался. Соответственно, Ватт придумал конденсировать пар в отдельном холодильнике. Следует отметить, что, проводя опыты, Ватт советовался с Дж.Блеком.
Кроме отдельного холодильника, Ватт сделал несколько других усовершенствований: предложил для уплотнения поршня использовать воск или жиры, закрыть цилиндр сверху крышкой, через которую проходит круглый шток. Кроме того, предложил оббивать цилиндр деревом или другим утеплителем.
Научные достижения
С $1763$ по $1765$ года, Уатт исследовал двигатель Ньюкомена и нашел в нем недостатки, исправив их, он смог достичь правильной работы. Он предложил отдельный конденсатор, который соединялся с двигателем, это было его первым и величайшим изобретением, в котором пар от двигателя собирался для конденсации. Это предотвратило потерю для скрытой теплоты и повысило эффективность его работы.
К концу $1765$ года, $29$-летний Уатт построил свой первый мелкосерийный паровой двигатель, с отдельной камерой для конденсации. Начало промышленной революции становилось все ближе, но еще не началось.
Через одиннадцать лет после того, как Уатт построил свой первый мелкосерийный паровой двигатель, его двигатели начали устанавливать для откачки воды из шахт.
В $1769$ году, в возрасте $33$ лет, Уатт запатентовал свой новый двигатель.
Замечание 3
Новости о новых эффективных двигателях распространяются быстро, и с приходом паровых двигателей Уатта, началась промышленная революция.
С $1780$ по $1790$ года он изобрел многочисленные методы, для улучшения работы парового двигателя и запатентовал их. Это включает в себя вращательное движение, двойное действие двигателя, параллельное движение и изобретение манометра.
Замечание 4
Уатт продолжил научно-исследовательскую работу до его выхода на пенсию. Он запатентовал свою копировальную машину, двигатель двойного действия, роторный двигатель, и индикатор давления пара.
Биография
Замечание 1
Джеймс Уатт родился $19$ января $1736$ года в Гринок, Шотландия.
Из-за слабого здоровья, Уатт не регулярно посещал школу, и его родители обучали его у себя дома. Его мать научила его читать, а его отец письму и математике. Джеймс проявляет особый интерес к науке.
Когда ему было восемнадцать лет, его мать умерла, и здоровье его отца стало только ухудшаться. Уатт отправился в Лондон, чтобы изучить приборостроение в течение года, а затем вернулся в Шотландию, поселившись в главном коммерческом городе Глазго, планируя создать свой собственный приборостроительный бизнес.
Вскоре непредвиденные обстоятельства помогли ему. В Университете Глазго он получил астрономические инструменты, которые требовали внимания специалиста. Уатт починил их, и они впоследствии стали использоваться в обсерватории. Три различных профессора предложили ему открыть мастерскую в университете. Она была открыта в $1757$ году и два профессора физики и химик Джозеф Блэк, а также хорошо известный Адам Смит стали друзьями Уатта.
Сначала Уатт работал на техническом обслуживании и ремонте научных приборов, используемых в университете, он помогал при демонстрации и увеличил производственные характеристики квадранта. В $1759$ году он начал сотрудничество с Джоном Крейгом, архитектором и бизнесменом, над производством и продаже музыкальных инструментов и игрушек. Это партнерство продолжается в течение следующих шести лет.
В $1759$ году, через четыре года после его прибытия в Глазго, $23$-летний Джеймс Уатт заинтересовался паровыми двигателями.
Это произошло, когда другой из его новых друзей в университете, профессор Джон Робинсон обсудил с Уаттом возможность изобретения парового двигателя для автомобиля. Несмотря на то, что их идеи для автомобиля были непрактичны, семя было посеяно в благодатный ум Уатта.
В $1764$ году Уатт женился на своей кузине Маргарет (Пегги) Миллер, с которой у него было пятеро детей. Его жена умерла при родах в $1772$ году. А в $1777$ году он женился снова.
После выхода на пенсию в $1800$ году, он отправился во Францию и Германию со своей второй женой.
В $1784$ году Уатт был избран членом Королевского общества Эдинбурга. В $1806$ году ему была присвоена почетная степень доктора юридических наук в Университете Глазго.
Замечание 2
Джеймс Уатт умер $25$ августа $1819$ года в своем доме в Англии, в возрасте $83$ лет.
Изобретательство
Согласно мифу, на изобретение парового двигателя Джеймса Уатта вдохновило кипение чайника. Ученый увидел, как извергающийся пар заставляет крышку подскакивать, и впервые задумался о мощности этого вещества.
Эта история — вымысел, который легко запомнить детям и взрослым. Как миф про Исаака Ньютона, который открыл гравитацию после того, как на него упало яблоко. На самом деле Джеймс Уатт не изобретал паровой двигатель, но значительно улучшил существующий Newcomen. Его создал Томас Ньюкомен в 1712 году.
К моменту, когда Джеймс Уатт заинтересовался термодинамикой, Newcomen более 50 лет исправно откачивал воду из шахт. Вдохновившись принципом действия этой конструкции, шотландский инженер стал экспериментировать с паром.
Embed from Getty ImagesПаровая машина Джеймса Уатта
Джеймс Уатт пришел к выводу, что 3/4 энергии расходуется Newcomen на нагрев цилиндра двигателя после охлаждения ледяной водой на каждом цикле. Многократно нагревая и охлаждая цилиндр, двигатель терял значительную часть тепловой энергии, вместо того чтобы преобразовывать ее в механическую.
В 1765 году Джеймс Уатт понял, что пар должен конденсироваться в отдельной камере, и тогда температура цилиндра будет держаться на одном уровне. В этом случае увеличится коэффициент полезного действия. Месяц ушел у изобретателя-механика на проектирование модели, а создание самого двигателя требовало денег.
Неоценимую финансовую помощь Джеймсу Уатту оказал меценат Мэттью Болтон. В 1775 году они запатентовали то, что в будущем будет известно как универсальная паровая машина. А спустя 12 месяцев главное изобретение уроженца Шотландии исправно работало на крупнейших коммерческих предприятиях, например, пивоваренных заводах. На одном из них родилось понятие «лошадиная сила».
До паровых машин воду для пивоваренных и других схожих заводов накачивали лошади. Чтобы определить, насколько мощный двигатель способен заменить животных, владелец одного из предприятий в течение восьми часов на полных оборотах гонял свою самую мощную кобылу. Джеймс Уатт выяснил, что в час она перегнала 75 кг воды. Это и есть размер общепринятой сегодня единицы изменения мощности — лошадиная сила равняется 75 килограмм-силам на метр в секунду.
Embed from Getty ImagesКопировальная машина — изобретение Джеймса Уатта
Первые паровые машины Джеймса Уатта поражали размерами: полтора метра в диаметре, более семи метров в высоту, они занимали отдельные здания. В последующие 6 лет ученый совершенствовал не только «начинку» своего открытия, но и внешний вид.
На закате XVIII века значение двигателя, разработанного Джеймсом Уаттом, оказалось великим. По его принципам работал и копировальный пресс — еще одно достижение шотландского инженера, запатентованное в 1780 году. Конструкция считалась актуальной даже в XX веке.
Джеймс Уатт вышел на пенсию в 1800 году, когда истек срок патента на самую первую паровую машину и договор с Мэттью Болтоном. Но он продолжил изобретать. Среди прочего удалось создать эйдографы — приборы для «клонирования» скульптур, медальонов, сосудов и прочих предметов искусства.
